[实用新型]一种利用燃气和蒸汽联合发电的设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种发电设备，具体的，本实用新型涉及一种利用燃气和蒸汽联合发电的设备。

背景技术

我国能源资源的基本特点是富煤、贫油、少气，将我国煤炭资源与石油、天然气、水能和核能等一次性能源资源相比，煤炭占整个一次性能源资源的85％以上。因此，我国的能源消费结构是以煤为主，与欧美国家“石油为主，煤炭、天然气为辅，水电、核能为补充”的情况差距显著。2016年，原煤在中国一次性能源消费结构中占比仍超过60％，在相当长的时期内，中国一次性能源供应仍将以煤炭为主。

随着我国工业化和城镇化进程的深入推进，化石能源利用和资源消耗持续增加，区域性大气复合污染继续加剧，全国多个地区雾霾事件频发。大气污染物的主要组成为二氧化硫、氮氧化物及烟(粉)尘，而全国烟(粉)尘排放的70％、二氧化硫排放的85％、氮氧化物排放的67％都源于以煤炭为主的化石能源的燃烧。尽管受益于我国工业废气治理政策，近年来二氧化硫、氮氧化物、烟(粉)尘排放呈现下降趋势，但整体排放基数仍然居高不下，而煤电企业的燃煤火电机组为污染物排放的主要来源之一。

2016年修订后的《中华人民共和国大气污染防治法》正式实施，从政策层面凸显了治理大气污染从治标走向治本的立法思路。针对燃煤发电环节的工业烟气排放控制，环保部发布了《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》，明确指出我国“十三五”期间将执行更为严格的“超低排放”标准，氮氧化物、二氧化硫、烟(粉)尘排放标准进一步降低至50mg/m³、35mg/m³和10mg/m³。

然而，传统燃煤机组供电的方式，存在能量效率低、水耗高、为满足环保排放要求投资巨大等一系列的问题。因此，如何提供一种高效绿色煤电技术，将是解决能源问题的主要途径。

公开于该实用新型背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种利用煤炭生产清洁燃料并且提高能量的利用效率、同时能有效控制污染物的利用燃气和蒸汽联合发电的设备。

本实用新型提供一种利用燃气和蒸汽联合发电的设备，其包括：空分装置、气化装置、热回收装置、净化装置、膨胀发电装置和燃气/蒸汽联合发电装置；

所述空分装置配置为，产生氧气和氮气并且将产生的氧气和氮气输送至所述气化装置；

所述气化装置配置为包括：磨煤干燥单元、加压输送单元、气化炉单元和水洗单元；原煤在该磨煤干燥单元中进行研磨并干燥之后被输送至所述加压输送单元，该加压输送单元将煤粉进行加压并输送至气化炉单元；煤粉与来自空分装置的氧气在所述气化炉单元中发生气化反应以产生高温混合气，该高温混合气与气化炉单元中的高压锅炉水进行热交换之后经过所述水洗单元进行水洗润湿，以形成粗煤气，并且将该粗煤气输送至所述热回收装置；经过热交换的所述高压锅炉水被气化形成高压饱和蒸汽，该高压饱和蒸汽被输送至所述燃气/蒸汽联合发电装置；

所述热回收装置配置为，将粗煤气中的热量回收并且将粗煤气中的有机硫转化为无机硫，以及将来自所述净化装置中的洁净煤气加热并且将加热的洁净煤气输送至所述膨胀发电装置；

所述净化装置配置为，去除粗煤气中的硫化物以形成洁净煤气，并且将洁净煤气输送至所述热回收装置；

所述膨胀发电装置配置为，将洁净煤气进行膨胀以进行发电，并且将满足燃气/蒸汽联合发电装置的入口压力的洁净煤气输送至燃气/蒸汽联合发电装置；

所述燃气/蒸汽联合发电装置配置为包括：燃气轮机发电单元、余热锅炉单元和蒸汽轮机发电单元，所述燃气轮机发电单元将洁净煤气进行燃烧以进行发电，并且产生高温气体；所述余热锅炉单元回收该高温气体以产生高压饱和蒸汽，并且将该高压饱和蒸汽与来自所述气化炉单元的高压饱和蒸汽一起产生为高压过热蒸汽，以产生高压过热蒸汽；所述蒸汽轮机发电单元利用该高压过热蒸汽来进行发电。

优选地，该设备还包括：硫回收装置，该硫回收装置配置为，回收来自所述净化装置的酸性气体，并且将该酸性气体处理为硫磺制品。

优选地，所述气化炉单元包括：气化炉反应段、气化炉辐射换热段和气化炉对流换热段；

所述煤粉与来自空分装置的氧气在该气化炉反应段中发生气化反应；所述高温混合气依次经过气化炉辐射换热段和气化炉对流换热段进行热交换。